PN BİRLEŞİMLİ DİYOT NEDİR ?
PN birleşimli diyot nedir ? PN birleşimli diyot nasıl kullanılır ? PN birleşimli diyot özellikleri nedir ? PN birleşimli diyot nerelerde kullanılır ? Bu ve benzeri sorulara cevap aradığımız PN Birleşimli Diyot Nedir adlı yazımızla karşınızdayız.
PN Birleşimli Diyot adlı yazımızla diyotlar ile ilgili seriye kaldığımız yerden devam ediyoruz.
Başlayalım.
PN BİRLEŞİMLİ DİYOT
PN birleşimli diyot, temel elektronik elemanlardan biridir.PN birleşim diyotu iki uçlu bir elektronik elemandır.PN eklemli diyot 1950’den itibaren kullanıma girmiştir.PN bağlantılarını ya kademeli olarak ya da doğrusal olarak derecelendirilmiş olarak ayırt edebiliriz.
Aşama kademeli olarak dopantların konsantrasyonu , hem N hem de P tarafında birleşime kadar tekdüzedir.Ancak, doğrusal olarak derecelendirilmiş bir birleşmede , doping konsantrasyonu, birleşmeye mesafeyle neredeyse doğrusal olarak değişir.
PN diyot boyunca herhangi bir voltaj uygulanmadığı zaman, serbest elektronlar birleşme noktasından P tarafına yayılır ve delikler birleşme noktasından N tarafına yayılır ve birbirleriyle birleşirler.
Böylelikle, birleşme kenarının yanındaki p-tarafındaki alıcı taraftaki atomlar ve birleşme kenarının yanındaki n-tarafındaki verici atomlar, sırasıyla negatif ve pozitif iyonlar haline gelir.Birleşme boyunca p-tipi taraftaki negatif iyonların varlığı ve bağlantı kenarı boyunca n-tipi taraftaki pozitif iyonlar bir elektrik alanı oluşturur.
Burada ki elektrik alan , n-tipi taraftan serbest elektronların difüzyonuna ve PN eklemi diyotunun p-tipi tarafındaki deliklere karşıdır.Ortaya çıkarılan yüklerin (iyonların) var olduğu birleşme üzerinde ki bu bölgeye tükenme bölgesi adı verilmektedir.
Eğer p-n birleşim diyotuna forward bias uygulayacak olursak ; bu, pilde pozitif tarafın p tarafına bağlı olması, daha sonra tükenme bölgelerinin genişliğinin azalması ve bağlantı noktalarının (delikler ve serbest elektronlar) bağlantı boyunca akması anlamına gelir. Diyotta ters yönlü voltaj uygularsak, tükenme genişliği artar ve herhangi bir yük birleşme boyunca akmaz.
P-N Birleşimli Diyot Özellikleri
Bir verici konsantrasyonu ND ve alıcı konsantrasyonu NA ile bir pn birleşimi düşünelim.Ayrıca tüm verici atomların serbest elektronları bağışladığını ve pozitif verici iyonları olduğunu ve tüm alıcı atomların elektronları kabul ettiğini ve karşılık gelen delikleri oluşturduğunu ve negatif alıcı iyonlar haline getirdiğini varsayalım.
Bu yüzden serbest elektronların (n) ve donör iyonlarının (ND) konsantrasyonunun aynı olduğunu ve benzer şekilde, deliklerin (p) ve alıcı iyonların (NA) konsantrasyonunun aynı olduğunu söyleyebiliriz.Burada, istenmeyen kirlilikler ve kusurlar nedeniyle yarı iletkenlerde oluşturulan delikler ve serbest elektronları göz ardı ettik.
PN eklemi boyunca, n-tipi tarafta verici atomlar tarafından bağışlanan serbest elektronlar p-tipi tarafına yayılır ve deliklerle yeniden birleştirilir.Benzer şekilde, p-tipi taraftaki alıcı atomların yarattığı delikler n-tipi tarafa yayılır ve serbest elektronlarla yeniden birleştirilir.
Bu rekombinasyon işleminden sonra, birleşme boyunca yük taşıyıcıların (serbest elektronlar ve delikler) eksikliği veya azalması söz konusudur.Serbest yük taşıyıcılarının tükendiği birleşim bölgesi, tükenme bölgesi olarak adlandırılır. Serbest yük taşıyıcılarının (serbest elektronlar ve delikler) yokluğundan dolayı, n-tipi tarafın verici iyonları ve birleşme noktasındaki p-tipi tarafın alıcı iyonları açığa çıkar.
Bu pozitif açılmamış verici iyonları, birleşme noktasına bitişik n-tipi tarafa ve negatif açılmamış alıcı iyonları, birleşme yerine bitişik p-tipi tarafa doğru pn eklemi boyunca bir boşluk yüküne neden olurlar.
Bu uzay yükünden dolayı birleşme bölgesi boyunca geliştirilen potansiyel, difüzyon voltajı olarak adlandırılır.Bir pn eklemi diyotu boyunca difüzyon voltajı ifade edilebilir.Difüzyon potansiyeli, serbest elektronların n-tipi taraftan p-tipi tarafa ve p-tipi taraftan n-tip tarafa deliklerin daha fazla geçiş için potansiyel bir bariyer oluşturur.
Bu, difüzyon potansiyelinin, yük taşıyıcıların birleşimi geçmesini önlediği anlamına gelir.Bu bölge, bu bölgedeki serbest yük taşıyıcıların tükenmesi nedeniyle oldukça dirençlidir.Tüketim bölgesinin genişliği, uygulanan ön gerilime bağlıdır.Tükenme bölgesinin genişliği ve ön gerilim arasındaki ilişki Poisson Denklemi adı verilen bir denklemle temsil edilebilir. Burada, ε yarı iletkenin geçirgenliği ve V, biasing voltajıdır.
Böylece, bir forward biasing voltajın bir uygulamasında, tükenme bölgesinin yani pn bağlantı bariyerinin genişliği azalır ve sonuçta kaybolur.Bu nedenle, ileriye doğru bir birleşme boyunca potansiyel bariyerin olmaması durumunda, serbest elektronlar, p-tipi bölgeye girerler ve delikler, her bir rekombinasyonda bir fotonu yeniden birleştirip serbest bıraktıkları n-tipi bölgeye girer.
Sonuç olarak, diyot boyunca akan bir ileri akım olacaktır.PN bağlantısından gelen akım burada ifade edilir, pn bağlantısına V voltajı uygulanır ve toplam akım I , p-n bağlantısından akar.Ters doyma akımıdır, e = elektronun yükü, k Boltzmann sabiti ve T Kelvin ölçeğinde sıcaklıktır.
Resim üzerindeki grafik bir PN eklemi diyotunun akım-voltaj karakteristiğini göstermektedir.P-N birleşimin karakteristiği , W, pozitiftir, birleşim ileriye dönüktür ve V negatif olduğunda, birleşim ters yönlüdür.V negatif ve Vth’den az olduğunda, akım minimumdur.Fakat V, Vth’yi aştığında, akım aniden çok yükselir.
Voltaj Vth, eşik olarak bilinir veya voltajda kesilir.Silikon diyot Vth = 0.6 V için. P noktasına karşılık gelen bir ters gerilimde, ters akımda ani artış olur.Özelliklerin bu kısmı da , arıza/kırılma bölgesi olarak bilinir.
PN BİRLEŞİMLİ DİYOT NEDİR SONUÇ :
Bugün PN Birleşimli Diyot Nedir adlı yazımızı sizlerle paylaştık.PN birleşimli diyot ile ilgili genel bir inceleme yaptık ve umuyorum faydalı olmuştur.
İyi Çalışmalar